ＲＦＩＤタグ通信装置
【課題】ＲＦＩＤタグ通信装置を提供する。
【解決手段】実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置は、上記課題を解決するために、特定方向に最大利得を持つ指向特性を備えたアンテナと、光軸が前記アンテナの前記最大利得方向の軸と一致する光学系とを備えていることを特徴としている。
【解決手段】実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置は、上記課題を解決するために、特定方向に最大利得を持つ指向特性を備えたアンテナと、光軸が前記アンテナの前記最大利得方向の軸と一致する光学系とを備えていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非接触でＲＦＩＤ(Radio Frequency ＩＤentification)タグから情報を読み取るＲＦＩＤタグ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触ＲＦＩＤタグ通信装置では、一度に複数のＲＦＩＤタグの読み取ることができる。この非接触ＲＦＩＤタグ通信装置はＲＦＩＤタグを複数読取れるので、複数のＲＦＩＤタグの中から１個のＲＦＩＤタグについてのみの読取りを行いたい場合でも、どのＲＦＩＤタグの読取りを行なったのかを確認することが難しい虞がある。これを防ぐために、予め所望の物体に付されたＲＦＩＤタグを特定し、そのＲＦＩＤタグと、物体と、物体の画像とを紐付けして登録しておくＲＦＩＤタグ通信装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８６１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、離れた場所からでも、目的の商品と商品に付されたＲＦＩＤタグを容易かつ確実に一致させることができるＲＦＩＤタグ通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置は、特定方向に最大利得を持つ指向特性を備えたアンテナと、光軸が前記アンテナの前記最大利得方向の軸と一致する光学系とを備えることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置を用いた物品管理倉庫における物品管理システムの利用例を示す概略説明図。
【図２】本実施形態の受信アンテナ構造の一例を表す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図３】本実施形態の受信アンテナの指向特性の一例を表す図。
【図４】第１の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置の概略を表すブロック図。
【図５】第１の実施形態の無線部を説明するためのブロック図。
【図６】第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】第３の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置の概略を表すブロック図。
【図９】本実施形態の回転部を表す説明図。
【図１０】第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】第３の実施形態の第２の記憶部の一例を表す表。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置について図面を参照して説明する。
【０００８】
＜第１の実施形態＞
図１は、一実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置１の利用例を示す概略構成図である。
【０００９】
例えば棚２に並べられた複数の物品３にはＲＦＩＤタグ５が付されている。ＲＦＩＤタグ５には物品３の情報が記憶されている。
【００１０】
携帯端末装置６は物品３のタグ情報を読み取り、物品を撮像し、管理する。携帯端末装置６は、例えば送信アンテナ１５、受信アンテナ１６、そして光学系であるカメラ２０を備える。使用者は携帯端末装置６で、物品３を確認しながら撮像し、ＲＦＩＤタグ５の情報を得る。
【００１１】
図２は受信アンテナ１６とカメラ２０の構成の一例を表す。受信アンテナ１６は、ほぼ中央部に放射器孔４２を有する放射器４１、ほぼ中央部に地板孔４４を有する地板４３、放射器４１と地板４３を固定するスペーサ４５から成る。放射器４１および地板４３は、例えば鉄やアルミなどの金属板からなる。
【００１２】
スペーサ４５により隔てた放射器４１と地板４３の間隙は、例えば空気層４６である。スペーサ４５は例えば発泡スチロールのような、電気的作用を有さない素材で構成する。地板４３は後述する図４の受信アンテナ１６のグランド（ＧＮＤ）と接続する。放射器４１の給電点４７は、アンテナ端子５３の信号ラインに接続する。
【００１３】
受信アンテナ１６を保護するように筺体４８が設けられる。放射器孔４２および地板孔４４を通る軸が筺体４８と交差する部分に、筺体孔部４９が形成される。
【００１４】
放射器孔４２、地板孔４４、筺体孔部４９を通る軸がカメラ２０の中心光軸αと一致するようにカメラ２０を設置する。３つの孔部である放射器孔４２、地板孔４４、筺体孔部４９には、それぞれ透明部材を設けても良い。
【００１５】
孔部の直径は地板孔４４が最も小さく、放射器孔４２、筐体孔部４９の順に大きくすることが望ましい。カメラ２０から離れるほど孔部の直径を大きくすることにより、カメラ２０によって得る画像等の視野を広くできる。
【００１６】
図３は受信アンテナ１６の指向特性を表す図である。ここでは矢印Ｐで示すアンテナ１０の中心軸の方向が受信アンテナ１６の最大利得方向であるとして説明する。
【００１７】
受信アンテナ１６は図３に示すようにＳという指向特性を有し、その最大利得方向は、最大利得方向軸Ｐとなる。最大利得方向軸Ｐは、放射器孔４２のほぼ中心及び地板孔４４のほぼ中心と一致する。
【００１８】
携帯端末装置６は例えば地板孔４４の後方にカメラ２０を配置する。カメラ２０の中心光軸αをアンテナ１０の最大利得方向軸Ｐと略一致させる。これによりＲＦＩＤタグ５の読取方向とカメラ２０の撮像画像の中心とが略一致する。
【００１９】
光学機器としてカメラ２０を用いて説明したが、撮像機器に限らず、レーザポインタ２２等の可視光照射機器であっても良い。また両者を隣接して併用しても良い。
【００２０】
受信アンテナ１６は、給電点４７を２つ設け、一方の給電点に供給する信号を所定位相ずらして他方の給電点に供給したり、放射器４１に摂動素子を設けてもよい。これにより受信アンテナ１６の偏波特性を円偏波にすることができる。
【００２１】
本実施形態は少なくとも受信アンテナ１６の構成のみ図３、図２のようになっていれば良く、送信アンテナ１５の構成は問わない。
【００２２】
図４は第１の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置１の概略ブロック図である。使用者に状態などを通知するためのディスプレイ或いはブザーなどによる表示部１１、使用者が操作入力するための入力部１２、外部機器との通信を行うインタフェース部１３、読み取り方向を把握するためのカメラ２０、ＲＦＩＤタグ５と通信を行う無線部１４がある。表示部１１、入力部１２、インタフェース部１３、無線部１４およびカメラ２０は、全て制御部１９に接続される。無線部１４は送信アンテナ１５及び受信アンテナ１６とも接続される。
【００２３】
制御部１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、無線部１４に電波を送信するための送信出力を設定する送信出力設定手段３１、ＲＦＩＤタグ５の応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段３２、複数のＲＦＩＤタグ５を読み取った際に対象としているＲＦＩＤタグ５を判別する対象判別保持手段３３、読み取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報とカメラ２０から得た画像情報などを保存する第１の記憶部３４、撮像した画像を保持する撮像画像保持手段３５を備える。
【００２４】
図５は無線部１４の構成を説明するためのブロック図である。バッテリを持たないＲＦＩＤタグ５の場合、送信アンテナ１５が制御部１９の制御により送信部３６からの電磁波を出力して、ＲＦＩＤタグ５を起動させる。ＲＦＩＤタグ５の反射波信号を受信アンテナ１６で受信する。検出した電磁波信号は、受信部３７で復調され、制御部１９に入力される。
【００２５】
図６は第１の実施形態の概略フローチャートである。上記構成において使用者は、携帯端末装置６を物品の方向に向けて撮像する。表示部１１に映し出された物品の画像と、その物品３に付されたＲＦＩＤタグ５の情報を確認し、一致した場合は第１の記憶部３４に保存する。
【００２６】
使用者がＲＦＩＤタグ通信装置１の電源をオンにすると（Ｓ１０１）、制御部１９がカメラ２０を動作させて撮像を開始する（Ｓ１０２）。
【００２７】
所定間隔で静止画像を撮像し、表示部１１或いはインタフェース部１３を介して外部機器に送信する。送信された画像は表示部１１によって表示される。使用者は表示部１１の表示画像を見て、ＲＦＩＤタグ通信装置１の読取り方向が、対象の物品３及びこれに貼付されたＲＦＩＤタグ５の方向になっているかを確認する。またレーザポインタ２２を備えている場合、制御部１９がレーザポインタ２２を動作させて可視光照射を開始する。また使用者は可視光が照射された部分を見て、ＲＦＩＤタグ通信装置１の読取り方向が対象の物品３及びこれに貼付されたＲＦＩＤタグ５の方向になっているかを確認する。
【００２８】
使用者が入力部１２に読取り開始の入力を行うと、制御部１９が無線部１４に所定の送信出力を設定する（Ｓ１０３）。
【００２９】
ステップＳ１０４において、ＲＦＩＤタグ５読取開始入力がある場合(Ｓ１０４でＹｅｓ)、ＲＦＩＤタグ５の読取回数iをリセットする（Ｓ１０５）ＲＦＩＤタグ５読取開始入力が無い場合(Ｓ１０４でＮｏ)、ＲＦＩＤタグ５の読取開始入力を待ってＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する。
【００３０】
ステップＳ１０６において、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報を保持し、受信信号レベル保持手段３２に受信信号レベルを保持する。さらに撮像画像保持手段３５に、カメラ２０で撮像した画像を保持する。
【００３１】
所定時間ＲＦＩＤタグ５の読み取りを行なった後、電磁波出力を停止して読み取りを停止する（Ｓ１０７）。
【００３２】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が０個の場合には（Ｓ１０８でＹｅｓ）読取回数iに１加算し（Ｓ１０９）、ＲＦＩＤタグ５の読取回数iがn回に達していない場合は、ステップＳ１０６に戻る（Ｓ１１０でＮｏ）。またはＲＦＩＤタグ５の読取回数iがn回に達したら（Ｓ１１０でＹｅｓ）、ステップＳ１１１においてＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００３３】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が０個ではなかった場合、ステップＳ１１２に進む（Ｓ１０８でＮｏ）。
【００３４】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個のときステップＳ１１３に進む（Ｓ１１２でＹｅｓ）。対象の物品３に貼付したＲＦＩＤタグ５の読取りを判定し、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と撮像画像とを紐付けて第１の記憶部３４に保存する。ステップＳ１１１においてＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００３５】
ＲＦＩＤタグの読取個数が２個以上の場合、ステップＳ１１４へ進む（Ｓ１１２でＮｏ）。制御部１９は、受信信号レベル保持手段３２に保持している中で、最も受信信号レベルが高いＲＦＩＤタグ５を抽出する。ステップＳ１１５において、抽出したＲＦＩＤタグ５から読み取ったＩＤ情報と撮像画像とを紐付けて第１の記憶部３４に保存する。
【００３６】
ステップＳ１１１においてＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００３７】
以上説明したように第１の実施形態においては、カメラ２０の中心光軸αとアンテナ１０の最大利得方向軸Ｐを一致させることにより、ＲＦＩＤタグ読取方向を容易にかつ正確に知ることができ、使い勝手が飛躍的に向上する。また、ＲＦＩＤタグを複数個読取った場合でも、対象のＲＦＩＤタグを判定・検出することができる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態について図７を参照して説明する。第１の実施形態との違いは、ＲＦＩＤタグ５の読取個数に応じて、送信出力を増減する点である。送信出力を増減することにより、最適な送信出力を得られ、より正確に対象の物品３及びこの物品３に貼付されたＲＦＩＤタグ５を識別することができる。ＲＦＩＤタグ５が読取れない場合でも、送信出力を増減し、最大n回まで読取りを行う。ＲＦＩＤタグ５の読取個数が多数の場合は受信信号レベルが最大のものを選定することができる。
【００３９】
図７はフローチャートである。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
ＲＦＩＤタグ５読取開始入力がある場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１および出力減少回数i２をリセットし（Ｓ２０４）、ＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する（Ｓ２０５）。ＲＦＩＤタグ５読取開始入力が無い場合（Ｓ１０４でＮｏ）、ＲＦＩＤタグ５読取開始入力を待ってＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する（Ｓ２０５）。
【００４１】
ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１、出力減少回数i２はＲＦＩＤタグ５の読取個数に応じて送信出力を増減した回数である。出力増加回数i１はＲＦＩＤタグ５を読取れないときに、順次送信出力を増加した回数を表し、出力減少回数i２はＲＦＩＤタグ５を複数読取ったときに、順次送信出力を減少した回数を表す。
【００４２】
ステップＳ２０５において、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ５の読取りを開始し、読み取った受信信号レベルと撮像画像を保持する。
【００４３】
ステップＳ２０６において、所定時間読取りを行った後、電磁波の出力を停止する。
【００４４】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が０個の場合、ステップＳ２０８に進むＳ２０７でＹｅｓ）。ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個以上の場合、ステップＳ２１５に進む（Ｓ２０７でＮｏ）。
【００４５】
ステップＳ２０８において出力増加回数i１に１を加算し、ステップＳ２０９に進む。ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１がＲＦＩＤタグ５の最大読取個数n１に達したらステップＳ２１０へ進み（Ｓ２０９でＹｅｓ）、ステップＳ２１０において対象のＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示する。
【００４６】
ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１がn回に達していない場合、ステップＳ２１１に進む（Ｓ２０９でＮｏ）。ＲＦＩＤタグの読取個数を表示部１１に表示し(Ｓ２１１)、送信出力を上げるか否かを使用者に問う旨の表示をする(Ｓ２１２)。送信出力の上昇を希望する旨の入力があった場合（Ｓ２１３でＹｅｓ）、送信出力を上げ(Ｓ２１４)、再びステップＳ２０５に戻る。送信出力設定手段３１により、制御部１９が送信出力を所定値上げて再度ＲＦＩＤタグ５の読取りを行う。送信出力の増加は最大n１回行う。
【００４７】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個以上の場合、ステップＳ２１５へ進む（Ｓ２０７でＮｏ）。ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個である場合、ステップＳ２１６に進む（Ｓ２１５でＹｅｓ）。
【００４８】
ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１がn１回に達したら、ステップＳ２１０において対象のＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示する。
【００４９】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個のときステップＳ２１６に進む（Ｓ２１５でＹｅｓ）。ステップＳ２１６において、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と画像情報とを紐付けて第１の記憶部３４に保存し、ステップＳ２１０において、表示部１１にＲＦＩＤタグ５の読取個数を表示し、対象のＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示して、一連の動作を終了する。
【００５０】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が２個以上であった場合、ステップＳ２１７に進み（Ｓ２１５でＮｏ）、ＲＦＩＤタグ５の出力減少回数i２に１を加算してステップＳ２１８に進む。ＲＦＩＤタグ５の出力減少回数i２が最大n２回に達したら、ステップＳ２１９へ進む（Ｓ２１８でＹｅｓ）。
【００５１】
ステップＳ２１９において、受信信号レベル保持手段のなかで受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグ５を抽出する。ステップＳ２２０において、抽出したＲＦＩＤタグ５から読み取ったＩＤ情報と撮像画像とを紐付けて第１の記憶部３４に保存する。ステップＳ２１０において、表示部１１にＲＦＩＤタグ５の読取個数を表示する。また対象のＲＦＩＤタグ５の読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００５２】
ＲＦＩＤタグ５の出力減少回数i２が最大n２回に達していない場合（Ｓ２１８でＮｏ）、ＲＦＩＤタグ５の読取個数を表示する(Ｓ２２１)。ステップＳ２２２において、表示部１１に、送信出力を下げるか否かを問う旨の表示をする。
【００５３】
ステップＳ２２３において、送信出力を下げる旨の入力が入力部１２からある場合、ステップＳ２２４に進む（Ｓ２２３でＹｅｓ）。
【００５４】
制御部１９は送信出力設定手段３１により送信出力を所定値下げて、再度ＲＦＩＤタグ５の読み取りを行う(Ｓ２２４)。送信出力の減少は最大n２回行う。
【００５５】
送信出力を下げる旨の入力が入力部１２から無い場合（Ｓ２２３でＮｏ）、送信出力を下げずに再度読み取りを開始する(Ｓ２０５）。
【００５６】
図７では送信出力の変更を使用者に対して問合せるようになっているが、自動で変更するようにしてもよい。
【００５７】
上述した第２の実施形態においても、カメラ２０の中心光軸αとアンテナ１０の最大利得方向軸Ｐを一致させることにより、ＲＦＩＤタグ読取方向を容易にかつ正確に知ることができ、使い勝手が飛躍的に向上する。また、ＲＦＩＤタグを複数個読取った場合でも、対象のＲＦＩＤタグを判定・検出することができる。
【００５８】
またこのように送信出力を最適にすることによって、より正確に対象の物品３及びこの物品３に貼付されたタグを識別することができる。
【００５９】
＜第３の実施形態＞
続いて第３の実施形態について図８乃至図１１を参照して説明する。第３の実施形態は、アンテナの構造と、アンテナ及びカメラ２０を移動させるという２つの点で、第１の実施形態と異なる。
【００６０】
図８は第３の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置１の構成の一例を示す図である。図８と図４の相違点は、アンテナが送受信アンテナ５１であり、第１回転部６２と第２回転部６３及び第２の記憶部７１を備えているという点である。第２の記憶部７１は、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と受信信号レベルと撮像画像を保存する。
【００６１】
無線部１４は方向性結合器５２を介して送受信アンテナ５１と接続する。
【００６２】
図９は回転部の一例を示す図である。第１回転部６２は、送受信アンテナ５１の垂直軸ｑを中心に、送受信アンテナ５１を回転する。第２回転部６３は、送受信アンテナ５１とカメラ２０の水平軸ｒを中心に、送受信アンテナ５１とカメラ２０を回転する。第１回転部６２と第２回転部６３は、目的の物品を検出するためにモータにより回転駆動を行う。また回転角度検出などの機能を有する。
【００６３】
図１０は第３の実施形態のフローチャートの一例を示す図である。第１および第２の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。第１回転部６２と第２回転部６３の読取り角度をそれぞれφ１、φ２と表記する。
【００６４】
ステップＳ１０３において送信出力を設定した後、ステップＳ３０４において、読取り角度をそれぞれφ１=０、φ２=０にリセットする。
【００６５】
ステップＳ３０５において、電磁波を出力し、φ１、φ２が共に０度のときからＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する。ＲＦＩＤタグ５を読取った場合には、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と受信信号レベルと撮像画像を第２の記憶部７１に保存する。
【００６６】
ステップＳ３０６において、ＲＦＩＤタグ５の読取り動作を所定時間行なった後、電磁波出力を停止する。
【００６７】
ステップＳ３０７ないしステップＳ３１０において、読取り角度φ１、φ２をどちらも５度ずつ変更し、φ１、φ２共に１８０度までＲＦＩＤタグ５の読み取りを行う。第２の記憶部７１には、図１１の例のようなデータが保存される。なお、図示しないが、撮像画像は、読取り動作を行う角度の半分の角度でも取り込みを行ってもよい。
【００６８】
φ１が１８０度に達したら（Ｓ３０７でＹｅｓ）、φ１をリセットする(Ｓ３０８)。
【００６９】
φ２が１８０度に達したら（Ｓ３０９でＹｅｓ）、φ２をリセットする(Ｓ３１０)。
【００７０】
ステップＳ３０７においてφ１が１８０度に達するまで（Ｓ３０７でＮｏ）、φ１を５度増加させる(Ｓ３１３)。その後ステップＳ３０５に戻る。
【００７１】
ステップＳ３０９においてφ２が１８０度に達するまで（Ｓ３０９でＮｏ）、φ２を５度増加させる(Ｓ３１４)。その後ステップＳ３０５に戻る。
【００７２】
φ１およびφ２が共に１８０度以上になるまで、ステップＳ３１３およびステップＳ３１４を繰り返し行う。φ１およびφ２が共に１８０度以上のとき、ステップＳ３１１に進む。
【００７３】
ステップＳ３１１において、制御部１９は読取った各ＲＦＩＤタグ５毎に第２の記憶部７１に保存されている受信レベルの中から最大受信レベルを検出し、最大受信レベルの時のφ１、φ２を第１の記憶部３４に保存する。最大受信レベルを検出した角度が複数ある場合は、中心の角度を算出して保存する。例えば図１１でＲＦＩＤタグＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグに関しては、制御部１９は第２の記憶部７１のデータから、φ１＝φ１a、φ２＝φ２aの時に、受信信号レベルが最大値であることを検出し、ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグはこの方向にあると判定する。更にカメラ２０で撮像し、φ１＝φ１a、φ２＝φ２aの時の画像とＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグとを紐付ける。ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグおよびこのＲＦＩＤタグが貼付された物品３は、この画像の中心付近の画像の物品３であると判定する。これらの情報を第２の記憶部７１に保存する。
【００７４】
同様に、図１１でＲＦＩＤタグＩＤ=ＩＤ２のＲＦＩＤタグに関しては、制御部１９は第２の記憶部７１のデータから、φ１=φ１b１、φ２=φ２b、および、φ１=φ１b２、φ２=φ２b、の時に、受信信号レベルが最大値であることを検出し、ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグは、φ１=(φ１b１＋φ１b２)/２、φ２＝φ２bの方向にあると判定し、この時の画像とＩＤ=ＩＤ２のＲＦＩＤタグと紐付ける。φ１=(φ１b１＋φ１b２)/２、φ２=φ２bの角度の画像を撮像していない場合には、φ１=φ１b１、φ２=φ２bの角度の画像、或いは、φ１=φ１b２、φ２=φ２bの角度の画像を紐付けても良い。
【００７５】
ステップＳ３１２において、ＲＦＩＤタグ５読取個数と、読み取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と、検出した最大受信レベルのときのφ１、φ２と、を表示部１１に表示するか、またはインタフェース部１３から外部機器に送信し、一連の動作を終了する。
【００７６】
この結果各φ１、φ２の角度毎に、読み取りを行なったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と受信信号レベル及び撮像画像が第１の記憶部３４に保存される。なお図示しないが、撮像画像の取り込みは読取り動作を行う角度の半分の角度で行なってもよい。
【００７７】
制御部１９は、読取った各ＲＦＩＤタグ５毎に、第２の記憶部７１に保存されている受信レベルから、最大受信レベルを検出し、最大受信レベルの時のφ１、φ２を第１の記憶部３４に保存する。最大受信レベルを検出した角度が複数あった場合には、中心の角度を算出して、保存する。図１１は、ＩＤがＩＤ１のＲＦＩＤタグ５について、表の縦の項目をφ１、表の横の項目をφ２として、各角度の時のＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５の受信信号レベルを表したものである。受信信号レベル値は相対値で単位はなく、大きいほど受信信号レベルが大きいことを表す。図１１において、ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５を読み取ることができなかった角度の欄は空白(或いは０)としている。図１１では、ＩＤ=ＩＤ２のＲＦＩＤタグ５、ＩＤ=ＩＤ３のＲＦＩＤタグ５についても、同様に例を示している。
【００７８】
図１１において、ＲＦＩＤタグ５のＩＤがＩＤ１である場合、制御部１９は、φ１=φ１a、φ２=φ２aの時に受信信号レベルが最大値であることを第２の記憶部７１のデータから検出する。ステップＳ３１２において、検出結果からＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５がφ１=φ１a、φ２=φ２aの角度となる方向にあると判定し、φ１=φ１a、φ２=φ２aの時の画像とＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５との紐付けを行う。ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５およびこのＲＦＩＤタグ５が貼付された物品３が、この画像の中心付近の画像の物品３であると判定し、これらの情報を第１の記憶部３４に保存する。
【００７９】
上記説明では、φ１、φ２の角度毎に送受信アンテナ５１でＲＦＩＤタグ５を読み取ると共にカメラ２０で撮像画像の取り込みを行う例を示したが、各ＩＤのＲＦＩＤタグ５の方向、すなわち最大受信レベルの時のφ１とφ２を検出した後で、ＲＦＩＤタグ５の方向にカメラ２０を回転させ、画像を撮像して撮像画像の取り込みを行なっても良い。
【００８０】
このように第３の実施形態は、読取ったＲＦＩＤタグ毎に、φ１、φ２の角度における受信レベルを検出することができ、ＲＦＩＤタグの位置を知ることができると共に、ＲＦＩＤタグが付された物品３の画像と紐付けることができ、使い勝手が格段に向上する。
【００８１】
また、検出したＲＦＩＤタグ５に関して、制御部１９は第１回転部６２と第２回転部６３により角度をφ１、φ２に設定し、ＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報、φ１、φ２、およびカメラ２０で撮像した画像を表示部１１に表示することでＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報に加えて、方向、位置、ＲＦＩＤタグ５を貼付した物品３の画像を使用者に知らせることができる。表示部１１に表示するほか、インタフェース部１３を介してこれらの情報を外部機器に送信し、外部機器に表示してもよい。また、レーザポインタ２２により可視光を照射し、方向や位置を使用者に通知しても良い。
【００８２】
以上説明したように撮像或いは可視光照射の光軸とアンテナの最大利得方向軸Ｐを一致させることにより、離れた場所からでも、目的の商品と商品に付されたＲＦＩＤタグを容易かつ確実に一致させることができ、使い勝手が飛躍的に向上する。また、複数個のＲＦＩＤタグを読取った場合でも、対象のＲＦＩＤタグを判定・検出することができる。
【００８３】
以上、幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１・・・ＲＦＩＤタグ通信装置
５・・・ＲＦＩＤタグ
６・・・携帯端末装置
１０・・・アンテナ
１１・・・表示部
１２・・・入力部
１３・・・インタフェース部
１４・・・無線部
１５・・・送信アンテナ
１６・・・受信アンテナ
１９・・・制御部
２０・・・カメラ
２２・・・レーザポインタ
３１・・・送信出力設定手段
３２・・・受信信号レベル保持手段
３３・・・対象判別保持手段
３４・・・第１の記憶部
３５・・・撮像画像保持手段
３６・・・送信部
３７・・・受信部
３８・・・送信アンテナ端子
３９・・・受信アンテナ端子
５１・・・送受信アンテナ
５２・・・方向性結合器
５３・・・アンテナ端子
６１・・・回転部
６２・・・第１回転部
６３・・・第２回転部
７１・・・第２の記憶部
Ｐ・・・最大利得方向軸
Ｓ・・・指向特性
α・・・中心光軸
ｑ・・・垂直軸
ｒ・・・水平軸
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非接触でＲＦＩＤ(Radio Frequency ＩＤentification)タグから情報を読み取るＲＦＩＤタグ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触ＲＦＩＤタグ通信装置では、一度に複数のＲＦＩＤタグの読み取ることができる。この非接触ＲＦＩＤタグ通信装置はＲＦＩＤタグを複数読取れるので、複数のＲＦＩＤタグの中から１個のＲＦＩＤタグについてのみの読取りを行いたい場合でも、どのＲＦＩＤタグの読取りを行なったのかを確認することが難しい虞がある。これを防ぐために、予め所望の物体に付されたＲＦＩＤタグを特定し、そのＲＦＩＤタグと、物体と、物体の画像とを紐付けして登録しておくＲＦＩＤタグ通信装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８６１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、離れた場所からでも、目的の商品と商品に付されたＲＦＩＤタグを容易かつ確実に一致させることができるＲＦＩＤタグ通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置は、特定方向に最大利得を持つ指向特性を備えたアンテナと、光軸が前記アンテナの前記最大利得方向の軸と一致する光学系とを備えることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置を用いた物品管理倉庫における物品管理システムの利用例を示す概略説明図。
【図２】本実施形態の受信アンテナ構造の一例を表す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図３】本実施形態の受信アンテナの指向特性の一例を表す図。
【図４】第１の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置の概略を表すブロック図。
【図５】第１の実施形態の無線部を説明するためのブロック図。
【図６】第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】第３の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置の概略を表すブロック図。
【図９】本実施形態の回転部を表す説明図。
【図１０】第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】第３の実施形態の第２の記憶部の一例を表す表。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置について図面を参照して説明する。
【０００８】
＜第１の実施形態＞
図１は、一実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置１の利用例を示す概略構成図である。
【０００９】
例えば棚２に並べられた複数の物品３にはＲＦＩＤタグ５が付されている。ＲＦＩＤタグ５には物品３の情報が記憶されている。
【００１０】
携帯端末装置６は物品３のタグ情報を読み取り、物品を撮像し、管理する。携帯端末装置６は、例えば送信アンテナ１５、受信アンテナ１６、そして光学系であるカメラ２０を備える。使用者は携帯端末装置６で、物品３を確認しながら撮像し、ＲＦＩＤタグ５の情報を得る。
【００１１】
図２は受信アンテナ１６とカメラ２０の構成の一例を表す。受信アンテナ１６は、ほぼ中央部に放射器孔４２を有する放射器４１、ほぼ中央部に地板孔４４を有する地板４３、放射器４１と地板４３を固定するスペーサ４５から成る。放射器４１および地板４３は、例えば鉄やアルミなどの金属板からなる。
【００１２】
スペーサ４５により隔てた放射器４１と地板４３の間隙は、例えば空気層４６である。スペーサ４５は例えば発泡スチロールのような、電気的作用を有さない素材で構成する。地板４３は後述する図４の受信アンテナ１６のグランド（ＧＮＤ）と接続する。放射器４１の給電点４７は、アンテナ端子５３の信号ラインに接続する。
【００１３】
受信アンテナ１６を保護するように筺体４８が設けられる。放射器孔４２および地板孔４４を通る軸が筺体４８と交差する部分に、筺体孔部４９が形成される。
【００１４】
放射器孔４２、地板孔４４、筺体孔部４９を通る軸がカメラ２０の中心光軸αと一致するようにカメラ２０を設置する。３つの孔部である放射器孔４２、地板孔４４、筺体孔部４９には、それぞれ透明部材を設けても良い。
【００１５】
孔部の直径は地板孔４４が最も小さく、放射器孔４２、筐体孔部４９の順に大きくすることが望ましい。カメラ２０から離れるほど孔部の直径を大きくすることにより、カメラ２０によって得る画像等の視野を広くできる。
【００１６】
図３は受信アンテナ１６の指向特性を表す図である。ここでは矢印Ｐで示すアンテナ１０の中心軸の方向が受信アンテナ１６の最大利得方向であるとして説明する。
【００１７】
受信アンテナ１６は図３に示すようにＳという指向特性を有し、その最大利得方向は、最大利得方向軸Ｐとなる。最大利得方向軸Ｐは、放射器孔４２のほぼ中心及び地板孔４４のほぼ中心と一致する。
【００１８】
携帯端末装置６は例えば地板孔４４の後方にカメラ２０を配置する。カメラ２０の中心光軸αをアンテナ１０の最大利得方向軸Ｐと略一致させる。これによりＲＦＩＤタグ５の読取方向とカメラ２０の撮像画像の中心とが略一致する。
【００１９】
光学機器としてカメラ２０を用いて説明したが、撮像機器に限らず、レーザポインタ２２等の可視光照射機器であっても良い。また両者を隣接して併用しても良い。
【００２０】
受信アンテナ１６は、給電点４７を２つ設け、一方の給電点に供給する信号を所定位相ずらして他方の給電点に供給したり、放射器４１に摂動素子を設けてもよい。これにより受信アンテナ１６の偏波特性を円偏波にすることができる。
【００２１】
本実施形態は少なくとも受信アンテナ１６の構成のみ図３、図２のようになっていれば良く、送信アンテナ１５の構成は問わない。
【００２２】
図４は第１の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置１の概略ブロック図である。使用者に状態などを通知するためのディスプレイ或いはブザーなどによる表示部１１、使用者が操作入力するための入力部１２、外部機器との通信を行うインタフェース部１３、読み取り方向を把握するためのカメラ２０、ＲＦＩＤタグ５と通信を行う無線部１４がある。表示部１１、入力部１２、インタフェース部１３、無線部１４およびカメラ２０は、全て制御部１９に接続される。無線部１４は送信アンテナ１５及び受信アンテナ１６とも接続される。
【００２３】
制御部１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、無線部１４に電波を送信するための送信出力を設定する送信出力設定手段３１、ＲＦＩＤタグ５の応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段３２、複数のＲＦＩＤタグ５を読み取った際に対象としているＲＦＩＤタグ５を判別する対象判別保持手段３３、読み取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報とカメラ２０から得た画像情報などを保存する第１の記憶部３４、撮像した画像を保持する撮像画像保持手段３５を備える。
【００２４】
図５は無線部１４の構成を説明するためのブロック図である。バッテリを持たないＲＦＩＤタグ５の場合、送信アンテナ１５が制御部１９の制御により送信部３６からの電磁波を出力して、ＲＦＩＤタグ５を起動させる。ＲＦＩＤタグ５の反射波信号を受信アンテナ１６で受信する。検出した電磁波信号は、受信部３７で復調され、制御部１９に入力される。
【００２５】
図６は第１の実施形態の概略フローチャートである。上記構成において使用者は、携帯端末装置６を物品の方向に向けて撮像する。表示部１１に映し出された物品の画像と、その物品３に付されたＲＦＩＤタグ５の情報を確認し、一致した場合は第１の記憶部３４に保存する。
【００２６】
使用者がＲＦＩＤタグ通信装置１の電源をオンにすると（Ｓ１０１）、制御部１９がカメラ２０を動作させて撮像を開始する（Ｓ１０２）。
【００２７】
所定間隔で静止画像を撮像し、表示部１１或いはインタフェース部１３を介して外部機器に送信する。送信された画像は表示部１１によって表示される。使用者は表示部１１の表示画像を見て、ＲＦＩＤタグ通信装置１の読取り方向が、対象の物品３及びこれに貼付されたＲＦＩＤタグ５の方向になっているかを確認する。またレーザポインタ２２を備えている場合、制御部１９がレーザポインタ２２を動作させて可視光照射を開始する。また使用者は可視光が照射された部分を見て、ＲＦＩＤタグ通信装置１の読取り方向が対象の物品３及びこれに貼付されたＲＦＩＤタグ５の方向になっているかを確認する。
【００２８】
使用者が入力部１２に読取り開始の入力を行うと、制御部１９が無線部１４に所定の送信出力を設定する（Ｓ１０３）。
【００２９】
ステップＳ１０４において、ＲＦＩＤタグ５読取開始入力がある場合(Ｓ１０４でＹｅｓ)、ＲＦＩＤタグ５の読取回数iをリセットする（Ｓ１０５）ＲＦＩＤタグ５読取開始入力が無い場合(Ｓ１０４でＮｏ)、ＲＦＩＤタグ５の読取開始入力を待ってＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する。
【００３０】
ステップＳ１０６において、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報を保持し、受信信号レベル保持手段３２に受信信号レベルを保持する。さらに撮像画像保持手段３５に、カメラ２０で撮像した画像を保持する。
【００３１】
所定時間ＲＦＩＤタグ５の読み取りを行なった後、電磁波出力を停止して読み取りを停止する（Ｓ１０７）。
【００３２】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が０個の場合には（Ｓ１０８でＹｅｓ）読取回数iに１加算し（Ｓ１０９）、ＲＦＩＤタグ５の読取回数iがn回に達していない場合は、ステップＳ１０６に戻る（Ｓ１１０でＮｏ）。またはＲＦＩＤタグ５の読取回数iがn回に達したら（Ｓ１１０でＹｅｓ）、ステップＳ１１１においてＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００３３】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が０個ではなかった場合、ステップＳ１１２に進む（Ｓ１０８でＮｏ）。
【００３４】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個のときステップＳ１１３に進む（Ｓ１１２でＹｅｓ）。対象の物品３に貼付したＲＦＩＤタグ５の読取りを判定し、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と撮像画像とを紐付けて第１の記憶部３４に保存する。ステップＳ１１１においてＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００３５】
ＲＦＩＤタグの読取個数が２個以上の場合、ステップＳ１１４へ進む（Ｓ１１２でＮｏ）。制御部１９は、受信信号レベル保持手段３２に保持している中で、最も受信信号レベルが高いＲＦＩＤタグ５を抽出する。ステップＳ１１５において、抽出したＲＦＩＤタグ５から読み取ったＩＤ情報と撮像画像とを紐付けて第１の記憶部３４に保存する。
【００３６】
ステップＳ１１１においてＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００３７】
以上説明したように第１の実施形態においては、カメラ２０の中心光軸αとアンテナ１０の最大利得方向軸Ｐを一致させることにより、ＲＦＩＤタグ読取方向を容易にかつ正確に知ることができ、使い勝手が飛躍的に向上する。また、ＲＦＩＤタグを複数個読取った場合でも、対象のＲＦＩＤタグを判定・検出することができる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態について図７を参照して説明する。第１の実施形態との違いは、ＲＦＩＤタグ５の読取個数に応じて、送信出力を増減する点である。送信出力を増減することにより、最適な送信出力を得られ、より正確に対象の物品３及びこの物品３に貼付されたＲＦＩＤタグ５を識別することができる。ＲＦＩＤタグ５が読取れない場合でも、送信出力を増減し、最大n回まで読取りを行う。ＲＦＩＤタグ５の読取個数が多数の場合は受信信号レベルが最大のものを選定することができる。
【００３９】
図７はフローチャートである。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
ＲＦＩＤタグ５読取開始入力がある場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１および出力減少回数i２をリセットし（Ｓ２０４）、ＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する（Ｓ２０５）。ＲＦＩＤタグ５読取開始入力が無い場合（Ｓ１０４でＮｏ）、ＲＦＩＤタグ５読取開始入力を待ってＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する（Ｓ２０５）。
【００４１】
ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１、出力減少回数i２はＲＦＩＤタグ５の読取個数に応じて送信出力を増減した回数である。出力増加回数i１はＲＦＩＤタグ５を読取れないときに、順次送信出力を増加した回数を表し、出力減少回数i２はＲＦＩＤタグ５を複数読取ったときに、順次送信出力を減少した回数を表す。
【００４２】
ステップＳ２０５において、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ５の読取りを開始し、読み取った受信信号レベルと撮像画像を保持する。
【００４３】
ステップＳ２０６において、所定時間読取りを行った後、電磁波の出力を停止する。
【００４４】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が０個の場合、ステップＳ２０８に進むＳ２０７でＹｅｓ）。ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個以上の場合、ステップＳ２１５に進む（Ｓ２０７でＮｏ）。
【００４５】
ステップＳ２０８において出力増加回数i１に１を加算し、ステップＳ２０９に進む。ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１がＲＦＩＤタグ５の最大読取個数n１に達したらステップＳ２１０へ進み（Ｓ２０９でＹｅｓ）、ステップＳ２１０において対象のＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示する。
【００４６】
ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１がn回に達していない場合、ステップＳ２１１に進む（Ｓ２０９でＮｏ）。ＲＦＩＤタグの読取個数を表示部１１に表示し(Ｓ２１１)、送信出力を上げるか否かを使用者に問う旨の表示をする(Ｓ２１２)。送信出力の上昇を希望する旨の入力があった場合（Ｓ２１３でＹｅｓ）、送信出力を上げ(Ｓ２１４)、再びステップＳ２０５に戻る。送信出力設定手段３１により、制御部１９が送信出力を所定値上げて再度ＲＦＩＤタグ５の読取りを行う。送信出力の増加は最大n１回行う。
【００４７】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個以上の場合、ステップＳ２１５へ進む（Ｓ２０７でＮｏ）。ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個である場合、ステップＳ２１６に進む（Ｓ２１５でＹｅｓ）。
【００４８】
ＲＦＩＤタグ５の出力増加回数i１がn１回に達したら、ステップＳ２１０において対象のＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示する。
【００４９】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が１個のときステップＳ２１６に進む（Ｓ２１５でＹｅｓ）。ステップＳ２１６において、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と画像情報とを紐付けて第１の記憶部３４に保存し、ステップＳ２１０において、表示部１１にＲＦＩＤタグ５の読取個数を表示し、対象のＲＦＩＤタグ５の読取個数と読取りを正しく行なった旨を表示して、一連の動作を終了する。
【００５０】
ＲＦＩＤタグ５の読取個数が２個以上であった場合、ステップＳ２１７に進み（Ｓ２１５でＮｏ）、ＲＦＩＤタグ５の出力減少回数i２に１を加算してステップＳ２１８に進む。ＲＦＩＤタグ５の出力減少回数i２が最大n２回に達したら、ステップＳ２１９へ進む（Ｓ２１８でＹｅｓ）。
【００５１】
ステップＳ２１９において、受信信号レベル保持手段のなかで受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグ５を抽出する。ステップＳ２２０において、抽出したＲＦＩＤタグ５から読み取ったＩＤ情報と撮像画像とを紐付けて第１の記憶部３４に保存する。ステップＳ２１０において、表示部１１にＲＦＩＤタグ５の読取個数を表示する。また対象のＲＦＩＤタグ５の読取りを正しく行なった旨を表示し、一連の動作を終了する。
【００５２】
ＲＦＩＤタグ５の出力減少回数i２が最大n２回に達していない場合（Ｓ２１８でＮｏ）、ＲＦＩＤタグ５の読取個数を表示する(Ｓ２２１)。ステップＳ２２２において、表示部１１に、送信出力を下げるか否かを問う旨の表示をする。
【００５３】
ステップＳ２２３において、送信出力を下げる旨の入力が入力部１２からある場合、ステップＳ２２４に進む（Ｓ２２３でＹｅｓ）。
【００５４】
制御部１９は送信出力設定手段３１により送信出力を所定値下げて、再度ＲＦＩＤタグ５の読み取りを行う(Ｓ２２４)。送信出力の減少は最大n２回行う。
【００５５】
送信出力を下げる旨の入力が入力部１２から無い場合（Ｓ２２３でＮｏ）、送信出力を下げずに再度読み取りを開始する(Ｓ２０５）。
【００５６】
図７では送信出力の変更を使用者に対して問合せるようになっているが、自動で変更するようにしてもよい。
【００５７】
上述した第２の実施形態においても、カメラ２０の中心光軸αとアンテナ１０の最大利得方向軸Ｐを一致させることにより、ＲＦＩＤタグ読取方向を容易にかつ正確に知ることができ、使い勝手が飛躍的に向上する。また、ＲＦＩＤタグを複数個読取った場合でも、対象のＲＦＩＤタグを判定・検出することができる。
【００５８】
またこのように送信出力を最適にすることによって、より正確に対象の物品３及びこの物品３に貼付されたタグを識別することができる。
【００５９】
＜第３の実施形態＞
続いて第３の実施形態について図８乃至図１１を参照して説明する。第３の実施形態は、アンテナの構造と、アンテナ及びカメラ２０を移動させるという２つの点で、第１の実施形態と異なる。
【００６０】
図８は第３の実施形態のＲＦＩＤタグ通信装置１の構成の一例を示す図である。図８と図４の相違点は、アンテナが送受信アンテナ５１であり、第１回転部６２と第２回転部６３及び第２の記憶部７１を備えているという点である。第２の記憶部７１は、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と受信信号レベルと撮像画像を保存する。
【００６１】
無線部１４は方向性結合器５２を介して送受信アンテナ５１と接続する。
【００６２】
図９は回転部の一例を示す図である。第１回転部６２は、送受信アンテナ５１の垂直軸ｑを中心に、送受信アンテナ５１を回転する。第２回転部６３は、送受信アンテナ５１とカメラ２０の水平軸ｒを中心に、送受信アンテナ５１とカメラ２０を回転する。第１回転部６２と第２回転部６３は、目的の物品を検出するためにモータにより回転駆動を行う。また回転角度検出などの機能を有する。
【００６３】
図１０は第３の実施形態のフローチャートの一例を示す図である。第１および第２の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。第１回転部６２と第２回転部６３の読取り角度をそれぞれφ１、φ２と表記する。
【００６４】
ステップＳ１０３において送信出力を設定した後、ステップＳ３０４において、読取り角度をそれぞれφ１=０、φ２=０にリセットする。
【００６５】
ステップＳ３０５において、電磁波を出力し、φ１、φ２が共に０度のときからＲＦＩＤタグ５の読み取りを開始する。ＲＦＩＤタグ５を読取った場合には、読取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と受信信号レベルと撮像画像を第２の記憶部７１に保存する。
【００６６】
ステップＳ３０６において、ＲＦＩＤタグ５の読取り動作を所定時間行なった後、電磁波出力を停止する。
【００６７】
ステップＳ３０７ないしステップＳ３１０において、読取り角度φ１、φ２をどちらも５度ずつ変更し、φ１、φ２共に１８０度までＲＦＩＤタグ５の読み取りを行う。第２の記憶部７１には、図１１の例のようなデータが保存される。なお、図示しないが、撮像画像は、読取り動作を行う角度の半分の角度でも取り込みを行ってもよい。
【００６８】
φ１が１８０度に達したら（Ｓ３０７でＹｅｓ）、φ１をリセットする(Ｓ３０８)。
【００６９】
φ２が１８０度に達したら（Ｓ３０９でＹｅｓ）、φ２をリセットする(Ｓ３１０)。
【００７０】
ステップＳ３０７においてφ１が１８０度に達するまで（Ｓ３０７でＮｏ）、φ１を５度増加させる(Ｓ３１３)。その後ステップＳ３０５に戻る。
【００７１】
ステップＳ３０９においてφ２が１８０度に達するまで（Ｓ３０９でＮｏ）、φ２を５度増加させる(Ｓ３１４)。その後ステップＳ３０５に戻る。
【００７２】
φ１およびφ２が共に１８０度以上になるまで、ステップＳ３１３およびステップＳ３１４を繰り返し行う。φ１およびφ２が共に１８０度以上のとき、ステップＳ３１１に進む。
【００７３】
ステップＳ３１１において、制御部１９は読取った各ＲＦＩＤタグ５毎に第２の記憶部７１に保存されている受信レベルの中から最大受信レベルを検出し、最大受信レベルの時のφ１、φ２を第１の記憶部３４に保存する。最大受信レベルを検出した角度が複数ある場合は、中心の角度を算出して保存する。例えば図１１でＲＦＩＤタグＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグに関しては、制御部１９は第２の記憶部７１のデータから、φ１＝φ１a、φ２＝φ２aの時に、受信信号レベルが最大値であることを検出し、ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグはこの方向にあると判定する。更にカメラ２０で撮像し、φ１＝φ１a、φ２＝φ２aの時の画像とＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグとを紐付ける。ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグおよびこのＲＦＩＤタグが貼付された物品３は、この画像の中心付近の画像の物品３であると判定する。これらの情報を第２の記憶部７１に保存する。
【００７４】
同様に、図１１でＲＦＩＤタグＩＤ=ＩＤ２のＲＦＩＤタグに関しては、制御部１９は第２の記憶部７１のデータから、φ１=φ１b１、φ２=φ２b、および、φ１=φ１b２、φ２=φ２b、の時に、受信信号レベルが最大値であることを検出し、ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグは、φ１=(φ１b１＋φ１b２)/２、φ２＝φ２bの方向にあると判定し、この時の画像とＩＤ=ＩＤ２のＲＦＩＤタグと紐付ける。φ１=(φ１b１＋φ１b２)/２、φ２=φ２bの角度の画像を撮像していない場合には、φ１=φ１b１、φ２=φ２bの角度の画像、或いは、φ１=φ１b２、φ２=φ２bの角度の画像を紐付けても良い。
【００７５】
ステップＳ３１２において、ＲＦＩＤタグ５読取個数と、読み取ったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と、検出した最大受信レベルのときのφ１、φ２と、を表示部１１に表示するか、またはインタフェース部１３から外部機器に送信し、一連の動作を終了する。
【００７６】
この結果各φ１、φ２の角度毎に、読み取りを行なったＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報と受信信号レベル及び撮像画像が第１の記憶部３４に保存される。なお図示しないが、撮像画像の取り込みは読取り動作を行う角度の半分の角度で行なってもよい。
【００７７】
制御部１９は、読取った各ＲＦＩＤタグ５毎に、第２の記憶部７１に保存されている受信レベルから、最大受信レベルを検出し、最大受信レベルの時のφ１、φ２を第１の記憶部３４に保存する。最大受信レベルを検出した角度が複数あった場合には、中心の角度を算出して、保存する。図１１は、ＩＤがＩＤ１のＲＦＩＤタグ５について、表の縦の項目をφ１、表の横の項目をφ２として、各角度の時のＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５の受信信号レベルを表したものである。受信信号レベル値は相対値で単位はなく、大きいほど受信信号レベルが大きいことを表す。図１１において、ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５を読み取ることができなかった角度の欄は空白(或いは０)としている。図１１では、ＩＤ=ＩＤ２のＲＦＩＤタグ５、ＩＤ=ＩＤ３のＲＦＩＤタグ５についても、同様に例を示している。
【００７８】
図１１において、ＲＦＩＤタグ５のＩＤがＩＤ１である場合、制御部１９は、φ１=φ１a、φ２=φ２aの時に受信信号レベルが最大値であることを第２の記憶部７１のデータから検出する。ステップＳ３１２において、検出結果からＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５がφ１=φ１a、φ２=φ２aの角度となる方向にあると判定し、φ１=φ１a、φ２=φ２aの時の画像とＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５との紐付けを行う。ＩＤ=ＩＤ１のＲＦＩＤタグ５およびこのＲＦＩＤタグ５が貼付された物品３が、この画像の中心付近の画像の物品３であると判定し、これらの情報を第１の記憶部３４に保存する。
【００７９】
上記説明では、φ１、φ２の角度毎に送受信アンテナ５１でＲＦＩＤタグ５を読み取ると共にカメラ２０で撮像画像の取り込みを行う例を示したが、各ＩＤのＲＦＩＤタグ５の方向、すなわち最大受信レベルの時のφ１とφ２を検出した後で、ＲＦＩＤタグ５の方向にカメラ２０を回転させ、画像を撮像して撮像画像の取り込みを行なっても良い。
【００８０】
このように第３の実施形態は、読取ったＲＦＩＤタグ毎に、φ１、φ２の角度における受信レベルを検出することができ、ＲＦＩＤタグの位置を知ることができると共に、ＲＦＩＤタグが付された物品３の画像と紐付けることができ、使い勝手が格段に向上する。
【００８１】
また、検出したＲＦＩＤタグ５に関して、制御部１９は第１回転部６２と第２回転部６３により角度をφ１、φ２に設定し、ＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報、φ１、φ２、およびカメラ２０で撮像した画像を表示部１１に表示することでＲＦＩＤタグ５のＩＤ情報に加えて、方向、位置、ＲＦＩＤタグ５を貼付した物品３の画像を使用者に知らせることができる。表示部１１に表示するほか、インタフェース部１３を介してこれらの情報を外部機器に送信し、外部機器に表示してもよい。また、レーザポインタ２２により可視光を照射し、方向や位置を使用者に通知しても良い。
【００８２】
以上説明したように撮像或いは可視光照射の光軸とアンテナの最大利得方向軸Ｐを一致させることにより、離れた場所からでも、目的の商品と商品に付されたＲＦＩＤタグを容易かつ確実に一致させることができ、使い勝手が飛躍的に向上する。また、複数個のＲＦＩＤタグを読取った場合でも、対象のＲＦＩＤタグを判定・検出することができる。
【００８３】
以上、幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１・・・ＲＦＩＤタグ通信装置
５・・・ＲＦＩＤタグ
６・・・携帯端末装置
１０・・・アンテナ
１１・・・表示部
１２・・・入力部
１３・・・インタフェース部
１４・・・無線部
１５・・・送信アンテナ
１６・・・受信アンテナ
１９・・・制御部
２０・・・カメラ
２２・・・レーザポインタ
３１・・・送信出力設定手段
３２・・・受信信号レベル保持手段
３３・・・対象判別保持手段
３４・・・第１の記憶部
３５・・・撮像画像保持手段
３６・・・送信部
３７・・・受信部
３８・・・送信アンテナ端子
３９・・・受信アンテナ端子
５１・・・送受信アンテナ
５２・・・方向性結合器
５３・・・アンテナ端子
６１・・・回転部
６２・・・第１回転部
６３・・・第２回転部
７１・・・第２の記憶部
Ｐ・・・最大利得方向軸
Ｓ・・・指向特性
α・・・中心光軸
ｑ・・・垂直軸
ｒ・・・水平軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に最大利得を持つ指向特性を備えたアンテナと、
光軸が前記アンテナの前記最大利得方向の軸と一致する光学系と、
を備えたＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項２】
前記光学系は撮像部である、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項３】
前記光学系は可視光照射部である、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項４】
前記アンテナがＲＦＩＤタグからの応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報を通知する通知手段と、
をさらに備えた、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項５】
前記光学系は撮像部であり、前記アンテナがＲＦＩＤタグからの応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報を通知する通知手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報と前記撮像部の画像情報を第１の記憶部に紐付け保存する対象判別保存手段と、
をさらに備えた、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項６】
前記アンテナを回転する回転部と、
前記アンテナの回転角度と、前記アンテナで読み取ったＲＦＩＤタグ情報、及び前記アンテナの前記受信信号レベルを紐付けて保存する第２の記憶部と、
前記アンテナで読み取った各ＲＦＩＤタグ毎に前記受信信号レベルが最大である前記アンテナの回転角度を検出する方向検出部と、
をさらに備えた、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項７】
前記光学系は撮像部であり、前記ＲＦＩＤタグの読み取り情報と、前記方向検出部で検出した前記回転角度と、前記方向検出部で検出した前記回転角度での撮像情報と、を紐付けて保存する第３の記憶部をさらに備えた、請求項６に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項８】
前記光学系は撮像部であり、前記アンテナがＲＦＩＤタグからの応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報を通知する通知手段と、
をさらに備えた、請求項６に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項１】
特定方向に最大利得を持つ指向特性を備えたアンテナと、
光軸が前記アンテナの前記最大利得方向の軸と一致する光学系と、
を備えたＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項２】
前記光学系は撮像部である、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項３】
前記光学系は可視光照射部である、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項４】
前記アンテナがＲＦＩＤタグからの応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報を通知する通知手段と、
をさらに備えた、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項５】
前記光学系は撮像部であり、前記アンテナがＲＦＩＤタグからの応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報を通知する通知手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報と前記撮像部の画像情報を第１の記憶部に紐付け保存する対象判別保存手段と、
をさらに備えた、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項６】
前記アンテナを回転する回転部と、
前記アンテナの回転角度と、前記アンテナで読み取ったＲＦＩＤタグ情報、及び前記アンテナの前記受信信号レベルを紐付けて保存する第２の記憶部と、
前記アンテナで読み取った各ＲＦＩＤタグ毎に前記受信信号レベルが最大である前記アンテナの回転角度を検出する方向検出部と、
をさらに備えた、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項７】
前記光学系は撮像部であり、前記ＲＦＩＤタグの読み取り情報と、前記方向検出部で検出した前記回転角度と、前記方向検出部で検出した前記回転角度での撮像情報と、を紐付けて保存する第３の記憶部をさらに備えた、請求項６に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【請求項８】
前記光学系は撮像部であり、前記アンテナがＲＦＩＤタグからの応答信号を受信した時の受信信号レベルを保持する受信信号レベル保持手段と、
前記受信信号レベルが最大のＲＦＩＤタグの読み取り情報を通知する通知手段と、
をさらに備えた、請求項６に記載のＲＦＩＤタグ通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７０３４１（Ｐ２０１３−７０３４１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９０７１（Ｐ２０１１−２０９０７１）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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